автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Повышение безопасности при эксплуатации и ремонте грузовых вагонов



МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗШШ ИНСТИТУТ КНДЕИЕРОВ ЕЕДЕЗКОДОРОЫЮГО ТРАНСПОРТА

На правах рукописи 658.382:629.4.45/.46:656.2

ПАНАСЕНКО ВИТАЛИЙ ЯКОВЛЕВИЧ

ПОВШПЕЖЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТЕ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ

05.26.01 Охрана труда и пожарная

безопасность

Диссертация в виде научного доклада на соясканяэ ученой степена кандидата техндческях наук

Москва - 1992

/

/

/

Работа выполнена в Днепропетровской ордена Трудового Красного Знамени институте инженеров железкодорожнсго тртнспорга

Научный руководитель - доктор технических наук, - профессор ШЕВАНДИН 1,:.А.

Официальные оппоненты - доктор теххшческих наук, профоссор ХОХЛОВ A.A.

- кандидат технических наук, с.н.с. ЛЕВИЦКИЙ А.Л.

Ведущее предприятие - Слукба вагонного хозяйства Приднепровской жел. дороги

Завдта диссертации состоится ШОк & 1992 Г.

в _ __час. на заседании специального совета

К 114.05.04 в Московском институте инженеров железнодорожного транспорта по адресу - I0I475, ГСП, Москва'А-55, ул. Образцова, 15, ауд.2у/£.

С представленными работами могло ознакомиться в библиотеке института. _, ,

Доклад разослав " _ 1992 г.

Отзыв на доклад, заверенный гербовой печатью, прссим направлять по адресу совета института.

Ученый секретарь опеодаизировшшато^ЗДЧОДа^

С.П. Власов

I

. '" I ОЕЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работ.-.. На железных дорогах эксплуатируются мяллиочых грузовых вагонов, каждый из которых является ио-точнмком повышенной опасности как при движения поездов, так и для обслуживающего персонала.

В связи с этим важное значение приобретает изучение причин неисправностей вагонов, ибо с устранением неисправностей непосредственно на путях станции, равно как и обслуживание их при производстве маневров, связано большое число опаенгх ситуаций для работников вагонного хозяйства, составителей поездов, работников других профессий.

Повышение скоростей движения и увеличение массы поездов требуют улучшения конструкции, повышения надежности грузовых вагонов , безопасности их обслуживания.

3 связи с этим на первый план с позиции безопасности эксплуатации выдвигаются два основных аспекта: ссверленсгво-гание конструкций узлов вагонов а улучшение условий тру да ара их обслуживании.

Целъг> работы является разработка методов я средсгз поэы-шен:ш безопасности эксплуатация и обслуживания грузовых вагонов на основе анализа причин граь'ла изша работников железных дорог, обобщения многолетнего опыта эксплуатационных испыта- • ний, прогнозирования отказов, совершенствовал]«* конструкций узлов и технологии их ремонта.

Методика исследований. При исследовании причин травматизма использованы экспертные методы и статистический анализ. Проведены эксплуатационные испытания поглоиавдих аппаратов Ш-5-Т0 (1960), гидравлических (1382), Ш-2-3 с серийными а нит-роцементировантши клиньями (1582), Ш.!К-120 А (198С); уссвер-пенствованного ударяоце.чтрпруюцего устройства автосцепки (1983); устройств, предупреждающих выпаденле чек (1983) и др.

Методами тензометрии изучены усилия в сцепных приборах при соударении. Произведен анализ ь- оценка надежности автосцепного оборудования вагонов постройки различных заводов.

Использован матричный метод определения маршрута поворота сложных агрегатов для создания удобств пра разборке и сборке.

На основе анализа а прогнозирования отказов определены основные направления профилактика травмоопасных ритуациИ при

ремонте и оксплуатаццп вагонов.

Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование гравматязыа среди железнодорожников по причине неисправностей авгосцегшых устройств я других узлов грузовых вагонов. По результатам эксплуатационных испытаний установлены характерные повреаделш, представляхщие наибольшую опасность при обслуживании вагонов. В связи с этим выявлены конструктивные недостатки и даны рекомендации по их устранению, совершенствованию технологии ремонта.

Впервые предложена болсз совершенная кинематическая модель тормозной рычакной передыд (ТЕП) подвижного состава, как пространственной, не вполне жесткой системы, что наряду с повышением эффективности тормояения позволяет уменьшить■ износ деталей л, следовательно, снизить трудоемкость я гравмоопасность ремонта.

Новизна совокуйности предложенных технических решений подтверждена авторскими свидетельствами на изобретения Д№ 1431975, 1444197, 1463599, 1527059, 15С02661, 1553379 , на заявки Ш 4803142/27, (008602), 4762709/12 (142263) получены положительные решения.

Практическая ценность. Длительные эксплуатационные испытания в маршрутных поездах ДИИТа, в проведении которых автор являлся ответственным исполнителем, позволила разработать рекомендации по созданию более надежных и боэопасных конструкций полувагонов. В частности, обоснованы конструктивные изменения, деталей поглощэпдах аппаратов, передних упоров. По результатам эксплуатационных исследований металлокерамических поглощавших аппаратов, в настоящее время ими оборудуются грузовые вагоны. Усовершенствована организация ремонта в теле-жечном отделении, которая внедряется в вагонных депо Перово, Здолбунов, Бс -чин.

Совершенствование узлов вагонов, уменыаенче их повреждаемости, уменьшает число заходов работников в габаритное пространство при обслуживания поегдов, способствует уменьшению травматизма, а совершенствование технологии ремонта -улучшению условий груда работников.

На защиту выносятся многолетние исследования (1971 ... 1990 гг) причин травматизма, результаты эксплуатационных испытаний; разработки по модернизация узлое грузовых вагонов,

внедрению в производство новых технологий, улучшающих условия г.уда.

Апробация работы.Основные результаты д практические рекомендации докладывались на научно-технических конференциях, координационных совещаниях в Главном Управления вагонного хозяйства (Москва, 1983 ... 1989 г.г.), использованы а конструкторских и промышленных разработках.

Публикация. Научный доклад представлен по совокупности 56 работ. В прилагаемом списке указано 26 основных публикация, в том числе 13 статей, 8 изобретений, 5 тезисов докладов, по тексту указано 2 отчета по научно-исследовательским работы.!.

СОСТОЯРЫЕ ТРАШАТИЗМА И ОСНОВНЫЕ ЕГО ПРИЧИНЫ ПРИ ОБСЛУШЗАПй ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ

Обслуяиван.,е грузовых вагонов осуществляется в условиях, непосредственно связанных с движением поездов п производством маневров, т.е. в условиях повышенной опасности. При зтом конструктивные недостатки и неисправности вагонов создают неблагоприятные д опаснее условия д.л составителей поездов, регулдров-шиков скоростей движения вагоноз, осмотрщиков вагоноз я слесарей по ремонту.

С целью получения данных, подтверэдашях это полозеляз, автором выполнено исследование травматизма среди работников Приднепровской селезней дороги (Изучение случаев наездов подвижного состава на ллдей п условиях Приднепровской келезной дороги// Отчет по научно-исследовательской работе. Днепропетровск: ДИИТ, 1973. Инв. ЗНТИЦентр Л Б 684528. Соазт.: Иван-ков Н.М., Гоголев А.О.).

Установлено, что при переводе пути происходя? третья часть (31,5$) травм, связанных с наезда.;:: подвижного состава. Наезди подвитого состава при нахождении персонала в ого габарите (слесари но ремонту вагонов, осмотрщики вагонов, составителя поездов л их помоздикя, сгрелочникп, стилисты, рабочие путл) составляют также треть (33/3). Травмы при ремонте узлов вагонов составляют II%, причем по тяяести чипе имеют инвалидный или смертельный исход.

В ходе изучения причин травматизма при роспуске вагонов с горки обследовано 4907 вагонов, обнаружены неисправности у 679 пз них, требовался заход в мендувагонное пространство 347 раз. с

На основе системного анализа причинно-следственных связей травматизма принята концепция обеспечения безопасности железнодорожников через сокращение необходимости захода в межвагонное пространство, в том числе за счет сокращения неисправностей автосцепных устройств. Автором установлено, что повреждения авт^сцепных устройств находятся в числе основных причин травмирования не только на магистральных линиях, но и на подъездных путях.

С этой целью проведено изучение причин травмирования (за пять с половиной лет 1973 ... 1977 гг.) работников транспортных цехов предприятий черной металлургии Украины. (Исследование причин травматизма с разработкой рекомендаций при поездной и маневровой работах, осмотре вагонов и ремонте пути на железнодорожном транспорте металлургических заводов МЧМ УССР // Отчет по научно-исследовательской работе. Днепропетровск: ДШТ, 1979. Кнв. ВНТИЦентр JS Б 818777, JJ Б 815778. Соавт.: Иванков Ü.M., Суриков Е.Г., Гоголев А.Ф., Хвостенко Э.О., Гилевич О.И.). Показано, что из общего количества зарегистрированных 1404 несчастных случаев наиболее существенными факторами являются: среди организационных - несогласованность действий, а среди технических - несовершенство и неисправность автосцепных приборов. Среди травм с инвалидным и смертельны!.! исходом на эти причины приходится соответственно 24,2$ и 19,4$. Следует отметить, что причина - неисправность автосцепных устройств занимает третье место (68$) в общем количестве травм.-

Для подтверждения влияния неисправностей грузовых вагонов в таблице приведены данные о несчастных случаях на подъездных путях заводов черной металлургии Украины.

Известно, что изгиб расцепных рычагов и обрыв цепочек вынуждают составителей заходить в межвагонное пространство, подвергаясь большой опасности. Положение усложняется тем, что к эти неисправностям привыкли, а в условиях металлургических заводов ремонтом всерьез никто не занимался. Следует заметить, что количество вагонов о повреждешплш расцепными приводами из года в год растет.

Анализ показал также, что из-за несовершенства конструкции и отсутствия механизмов открывание и закрывание крышек лкн ков полувагонов производится преимущественно вручную. Это яв-

щ п/п Причины Год и Всего

1973: 1974 :1975: 1976:1977

I. Несовершенство и не- 21 15 20 18 93

исправность автосцеп- 19

них устройств

2. Несовершенство я неис- 12 5 12 9 44

правность дверей и ли- 6

ков вагоноз

3. Другие 6 причин 37 53 39 44 41 214

Итого: 62 86 59 75 60 351

ляег-л небезопастй операцией, особенно при деформированных крышках. При анализе травматизма установлено, что количество несчастных случаев грузчиков с временной потерей нетрудоспособности составляют 21,7% от общего числа травм на подъездных путях.

Таким образе;.;, автором установлено, что одним из эффективных путей профилактики травматизма является соверсенствова-нае конструкции автосцепных устройств, механической части автотормозов, мгханизации открывания я'закрывания крксек лаков полувагонов, технологии л оснастки ремонта вагонов.

сн;ееьт:е опасности за счет сове?!енстбсваш:я

АЗТОСЦЕШЖ УСТРОЙСТВ

Снижение продольно-динамических сил, действующих на газовые вагоны в условиях роста массы поездов в настоящее время решается за счет постановки поглодакцях аппаратов с ходом до полного сжатия 120 мм. Постановка подобных аппаратов была осуществлена при строительстве полувагонов с полужесткими автосцепками позже t гедрофрикздонными аппаратами. Испытания про- . водил .¡ЮТ, а автор был ответственны;.! исполнителем.

Массовый выход из ст^оя центрирующих и расцепных приводов, разрушение розеток в этих полувагона:: в конечном счете влияет не только на безопасность движения, но и на травматизм /3/. В связи с этим гообходимо было рассмотреть особенности конструкции /6,23/. Как оказалось, значительная часть разрупений автосцепных устройств происходит при разгрузке полувагонов на вагоноопро:;идшптеле. После поворачивания на 170 ... 175°(при

выгрузке) и возвракения пату вагона в исходное положение автосцепки с центрируэдими приборами остаются в отклоненном состояния; из-за невозможности улавливания при подаче очередного полувагона на выгрузку происходит удар малым зубом автосцепки в розетку упора впереди стоящего полувагона. Наблюдения показали, что каждый вагон при выгрузке на вагоноопрокидывателях подвергается по меньшей мере двум-трем соударениям. Часто соударения происходят при повкшенрчх скоростях и при значительной разности по вертикали между продольными осями автосцепок. Причем, попытки увеличения ширины окна розетки (УВЗ, КВЗ-290, 282 мм, МЗТТ.1-254, 246 мм) привели к pociy повреждений розеток упоров /6,7/.

Исследования с участием автора показали, что в случае неулавливания автосцепок при скоростях 1,4 ... 1,7 м/с малый зуб встречной автосцепки ударяет в передай упор соседнего полувагона с силой до 100 кН. Статистика поврежденных автосцепок дала такие результаты: полное разрушение розеток - 31$; вмятины на розетках - 69%; изломы, изгибы крючкообразных опор центрирующих балочек 535?.

Таким образом, ширина окна в розетке, при которой обеспечивается улавливание и безопасное соударение полувагонов не должно отклоняться за пределы области захвата.

Выведено соотношение для условий безопасного соударения А t^+A, (обозначения приведены в графической

модели рис.1).

aictgjj, ш (В - &з)/ <2- ; В «= В 'cosJS'- Область захвата. Максимально доцустимое отклонение, соответствующее перекосному положению полувагона ÍPf'f/rj/fét). Согласно ГОСТ 923С-83 рабочее отклонение 51 ыы. Тогда расстояние между центрами зацепления при наиболее невыгодном расположении соседних полувагонов и аьтосцепок В£ » Щ у ¿г аг геф^/ . Горизонтальное расстояние между центрами зацепления составляет:

(A-/i)/z/[2fe*et)J+/C<f/(ei•

Для ширины окна А в розетке недостаток в захвате автосцепок А = В - В / . Расчеты показали, что возвращающий момент от усилий в центрирующем приводе автосцепок составляет 238...248Нм, а момент необходимый для преодоления сил трения ( J « 0,1) -250Нм. Это свидетельствует о невозможности возвращения хомута и автосцепки в исходное положение-

8

Ряс. I Схема возможных невыгодных положений

продольных осей полувагонов л авгосцепик на: I - платформе вагоноопрокядывзтеля;

2 - нага гной аппаре.та

Расчеты показалд /3/, что прл ширине окна А = 242 мм автосцепка отклоняется", по кражей мере, на 12°38 , что не вызывает жесткого защемления или изгиба хвостовика. Такая рекомендация обеспечивает прохождение сцепок полузагонов на участках подъездное путей с малыми радиусами кривых.

Автором выполнены исследования эксплуатационной надежности автссцепяых приборов вагонов в кольцевых марзругах, состоящих из 45 полувагонов. За аерлод двухгодичной эксплуатация двух маршрутов и разгрузки их на роторном я башенном ва-гоноопрокидазагелях (соответственно) 358 к 403 раза обрыв'." цепочек обнаружены у 55 я 50$ вагонов; изломы упек секторов подъемника - 34 и 47$, изломы .юдъемнкков - 2 я 3$.

Одним из наиболее ответственных узлов автосцепного устройства являетид поглощающий аппарат. Уралюк^м вагоностроительным заводом изготовлена партия поглощающих аппаратов с ни-роцементированными фрикционными клиньями. По пять полувагонов с опытными (нитроцеменгирозаянымл) я пять с серийными (закаленными) клиньями эксплуатировались в опытном составе ДКГГа. После пробега 79870 км, из них'в груженном состоянии 62490 км и 337 разгрузок на вагоноопрокядывателях была проведены ударные испытания /7/.

С помощью осциллографической аппаратуры регистрировались: скорости ( У ) (рис.2) в момент соударений полувагонов, сила удлра (?) (3), перемещение поглоцавщлх аппаратов ¿С вагояа-бойка (I) я сгенкя (2). Автором обработаны записи 198 соударений. Анализ осцяллограил показал, что длительность удара сос-

о) 6) 1Т*(,?9мс~'

Ряс. 2 Осциллограммы соударения вагонов: 1,2 - перемещения поглощащих аппаратов (1-бсйка, 2 -переднего в стенке); 3,4 - продолышо усилия (4 - запись периодического контроля); а) клинья цементировагяые, б) клинья закаленные

тавляет примерно 0,1 с. Время возвращения аппаратов в исходное состояние существенно зависит от сил трения я имеет разброс в диапазоне 0,3...1,2 с. Осциллографирование ударных режимов показало, что предельное сжатие аппарата вагона-стенки (см.рис.2,б) достигается раньше (2), чем аппарата вагона -бойка (I). В ••оыент закрытия второго аппарата (2) происходит несткдй удар с усильем - 1,76 Ш. Данные экспериментов показали, что аппарата с нитроцемеятированными клиньями закрываются при значительно меньших скоростях соударения, порядка 2,5 ые-1, т.е.-в 3,5...5 раз менших по сравнению с закаленные клиньями.

Сопоставление ударных сил и перемещений показывает, что аппаратам с кйтроцемелтировашпии клиньями свойственна меньшая энергоемкость. При ходе СС в 50 ш энергоемкость реализуется лишь на 79,2$, а прп ходе «Г <= 80 мм - на 72/2 от силовой характеристики аппаратов с закаленными клиньями.

В дальнейшем надежность поглощающих аппаратов рассматри-

валась по совокупности различных показателей /9/. Исходя из данных о надежности отдельных узлов и элементов выполнена оценка серийного и гидрофрикционного аппарата. Используя формулу полной вероятности: Р ) , расчетом определена вероятность безотказной тзаботы для серийного аппарата: РЩ » Л -- ¿7,208.

Для гидрофрикциояясго - показатель, из-за большого таела элементов надежности заметно ниже

Р"*"{*)£/- //-/? - #.¿68■

Оказывается, дат:е при сохранении качества изготовленных элементов значительное уменьшение надежности аппарата связано имегшо с увеличением количества деталей.

Попутно была решена обратная задача. Установлено, что для доведения надежности гпдрофр-.хционлего аппарата до уровня сср.-.й-ного потребуете! более частый ремонт. Объем ремонтоз гидрофрпн-цлонных аппаратов увеличится по меньшей мере в 2,2 раза. Здесь не учитываются потери, связанные с увеличением повреждений загонов. 3 связи с этим в работе /9/ рассмотрена методика расчета выбор:« из партии гидрофрикгпонных аппаратов. Как известно гидроусилители надлеж: т проверять на герметичность, причем пробивная нагрузка 3,04 кН расчитана на максимальный ход аппарата ПОмм. Использована формула Пуассона для малых значений , позво-

ляющая оценить вероятность того, что з партии из /2" изделий окажется не более чем /77 дефектных

По предложенной методике обработаны данные поездных испытаний. Нэрусение герметичности обнаружено з двух аппаратах после 70 тыс.км пробега; в двух - после 95 тыс.км, а в двух - после 187 тыс. юл.

Приняв $ ==0,01; П =100; - 2,3, имеем I;

/ (2; 0,01) =0,92; У (3; 0,01) = 0,987. ^

Приведенные расчеты показывают, что в нормальной партии из 100 гидрофрикцяоняых- аппа-'згоз при существующей технологии изготовления следует ожидать не более трех дефектных.

Используя метод последовательного анализа Бальда опоеде-лены уровни приемки,- браковки или продолжения испытания. В связи с этим рассчитаны, номограммы приемочных испытаний поглодай-

щих аппаратов. Например, при наличии шести отказов из 130 гйдрофрихцпонных аппаратов вся партия подлепит браковке (см.рис.3). Помимо контроля качества изготовления существен- .

ное влияние на безопасную эксплуатацию оказывает конструктивное несовершенство узлов. Так, при эксплуатационных испытаниях . металлокерамических поглощаядих аппаратов обнаружено большое ччсло отказов из-за обрывов, са-соотванчиЕания и самозавянчива-ния стяжных болтов, заклишша-яспытаяия гидрофрикционных ния аппаратов. Более того, как аппаратов оказалось, допуски на изготовле-

ние отдельных деталей не согласовываются между собой.' Как следствие, не каждый аппарат удается без п.,дгонки собрать из типовых деталей. Это обстоятельство привело к мысли о необходимости моделировать соответствие геометрических размеров элементов уже в процессе конструирования наиболее ответственных узлов вагонов.

Была.сосгавлена подобная геометрическая модель для погло-щабщего аппарата. Предельные установочные размеры взяты из чертежей по размерам составляющих звеньев. Номинальный установочный размер А л /5/ представлен в виде Да - Д * , где А / - размер I -го звена; /2 -. число составляющих звеньев; # - предельное относительное отклонение.

В частности, расчеты по определению длины стяжного болта, высоты йружин и других деталей, проведенные с помощью ЭЫ, показали, что размеры замыкающего звена зачастую выходят за пределы, установленные конструкторской документацией. Следовательно, принцип взаимозаменяемое^} здесь заведомо не соблюдается. • Автором даны рекомендации по уменьшению допусков на пружины, стяжной болт и т.п., ¡Позволившие обёспечить процесс ремонта и устранить травмоопасные подгоночные операции.

В условиях роста скоростей движения и увеличения длины поездов появились саморасцепы пз-за отказов автосцепки. С участием автора испытывалаоь ^одужесткая автосцепка о новым центрирующим прибором /В/. Моделирование надежности отдельных узлов

.¿у'

л А»» проЬопк**,

1 ^

У 1 ' -

У Хам

ж-*" "1

'1

л» /л) ыа п

Рис.3. Зоны приемки, браковки или продолжения

показало, что новые конструкции автосцепного устройства обеспечивает безотказную работу з течение 16,6 года, причем корпус автосцепки мсзет слуяить достаточно долго (около ICO лет). Следовательно, данные РИЛ 24.050.44-81 Н.Тагил подтверждаются практикой эксплуатации я выполненными расчетами.

Методика прогнозирования надежности в целсм предполагает, что интенсивность отказов ^втосцепного устройства мояет быть представлена в виде )Jij-2 X¿ (i) , где интенсив-

ность отказов ¿ - го элемента в функции времени; М'- число элементов; jl;tt)=J?a^' S¿ j <27 & рассчлываются по показателям РИЛ. При малых наработках интенсивность отказов приближенно равна параметру отказов = 2 ;

- 4 + St , где Cíf,¿, - соответствует РИЛ, Тсг-Да //Г • - /у/Г •

a¿ = tfkJízL , = 2 CcT/i - uJ¿¿ .

Для любого элемента и автосцепного устроД^тва^вероятность отказа в целсм определяется в виде: *

Алгоритм моделирования отказов: выбирается А/ чисел, представляющих реализацию случайной величины & ; для каз-дого пэ них вычисляют наработки до отказа; полученные наработки упорядочиваются по возрастанию и тогда рассматриваются как прогнозируемые наработки; по значениям X¿ t i = /, Л/ вычисляются наработка до отказа и среднеквадратичное отклонение.

По результатам моделирования отказов и данным эксплуатационных испытаний определены пути совершенствования поглощающих аппаратов. В частя эффекта от-внедрения рекомендаций модно сослаться на данные Уралвагоязавода. Так, отмена работ, связанных с нитредементацией, позволила снизить себестоимость изготовления; относительно поставок 1583 г. экономия составила 70000 руб. Оборудование на Брянском машиностроительном заводе 150 рефрижераторных секций поглощающими аппаратами Ш.К позволило получить экономический эффект 1656550 руб, что подтверждено расчетами ЦВ МПС.

ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ДШНЕНИЯ ЗА СЧЕТ УГУЧШЕЯКЯ КОНСТРУКЦИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ АВТОТОРМОЗОВ Неоспорим факт, что безопасность движения поездов во мяо-

гом зависит от своевременного торможения и эффективного использования тормозных средств. Отказы тормозов, в частности, зависят от преждевременных изнисов в шарнирах рычажной передачи, неодновременного прижатия колод:к к поверхностям катания колес, от неодинаковых.усплин нажатия колодок к пр. В свою очередь из-за упрощенных подходов при проектировании-до настоящего времени тормозную рычажную передачу (Т?П) рассматривали как плоскую систему.

Автором предложено рассматр;иать TKI как пространственную систему. По условиям безопасности э\с система должна быть индифферентна к деформации рессорного подвешивания к перемещениям деталей рамы тележки /11,22,25/, должка удовлетворять условиям непринужденной сборки, исключать возможность заклинивания в шарнирах при отпуске и торможении. Кинематический анализ показал: наличие лишних с&чзей создает определенные затруднения и снижает эффективность торможения при прохождении кривых участков пути, когда оси колесных пар непараллельны, а трлангели но адаптируются к положению колесных пар.

Совокупность изложенных условий реализуется путем создания статически определимого механизма рычажной передачи, ликвидировав в не Л лишние связи, которые определяются по формуле А.П.Малышева: ^ . W. ^ , ^ . ^ , ^

где и/ - число степеней подвижности "пстемы; /¿ - число подвижных звеньев; /9, fi¡\\ т.д. - род кинематических пар.

В работе /22/ показано, что торгзные колодки будут само--устанавливаться в том случае- если степень подвижности клнгмати-ческой схемы будет соответствовать степени подэижности колес. Связь колесной пары с рельсами принимается пятого рода, когда колесная пара не прижата гребнем к рольсу. Если гребень прижат -следует считать соединение четвертого реда. При ограничении движения в буксозом узле - третьего. Автором выполнены расчеты по определению связей для тележек грузовых вагонов /12,10/.

В работах /10,12/ предложены структурные формулы кинематических соединений тележки, которые позволяют более обосновано проектировать TKI. Для компенсации перекосов предложено вращательные кинематические пары выполнять с постановкой резиновых втулок /12/, а распорки выполнить составными из двух чаете!:.

Изложенная методика проектирования реализована в виде новых технических решений. Приоритет одной из таких'конструкция эапкшея авторским свидетельством на изобретение /16/.

Опыт показал, что при повороте полувагонов на 170...175° при выгрузке на вагоноопрокп. .ывателях происходит потеря ряда деталей, и прежде всего чек.л тормозных колодок. Автор принимал участие в эксплуатационных испытаниях /13/ устройства, предохраняющего выпадение чек крепления тормозных колодок, разработанного Краковским БСЗ. Особенность устройства заключается в том, что в верхней части закаленной чека имеется выпуклость, которая помогает удерживаться на башмаке. Испытания показали, ' что после S6 выгрузок на вагоноопрокпдывагелях нл одна из 80 чек но потеряна, в то время как серийные (контрольные) чеки после каждого опрокидывания вагот выходки из баклага на 30 ... 100 мм.

Рассмотренная совокупность работ направлена на улучшение конструкций тормозной рычажной передачи, снижение трудоемкости обслуживания и повышения безопасности дарения.

МЕХАНИЗАЦИЯ ОТКРЫВАНИЯ И ЗАКРЫВАНИЯ КРЫШЕК ШГОВ ПОЛУВАГОНОВ-

Анализ травматизма в транспортных цехах заводов черной металлургии показа;:, что значительное количество травм происходят при вытру "же сыпучих грузов из полувагонов. Для повышения безопасности автором разработана новая конструкция для открывания крышек люков полувагонов (А.с. i' I43I975) /14/.

Разработано также устройство для закрывания крышек полувагонов (А.с. ;3 I444I97) /15

Предлагаемые механизмы за счет дистанционного управляемого привода позволяют обеспечить безопасное закрывание и открывание крышек люков полувагонов.

РАЗРАБОТКА БЕЗОПАСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ РЕМОНТЕ ВАГОНОВ

Особенностью технологического процесса разборки и сборки при ремонте сложных агрегатов /4/ является то, что пространственное расположение их узлов различно, а снимать и ставить детали удобнее всего, если они расположены в горизонтальной плоскости. Здесь можно сослаться на технологию поворота ремонтируемого по-

дувагона /I/ в депо Нижнеднепровск-Узел, Мудреная Приднепровской железной дороги. Такое решение облегчает доступ к тормозному оборудованию, поглощающим аппаратам, крышкам люков, становится удобно и безопасно в горизонтальном положении осуществлять па цельнометаллическом кузове полувагона сварочные и наплавочные работы. Аналогичная технология создана для ремонта надрессорных балок тележек /I/.

Обобщи? имеющийся на сети дорог опыт, автор привел к выводу о том, что технологш сварки и разборки сложных агрегатов додана по необходимости включать в себя кантователи, позволяющие переводить ремонтируемое изделие в горизонтальную плоскость по определенному маршруту.

Количество вариантов маршрута можно принять 24. Распределение операций по рабочим местам на маршруте выполняется соответственно толу, что одна из плоскостей устанавливается горизонтально, например А - верхняя, Б,Е - боковые, В - нижняя (исключены торцевые). На последовательность разборки накладываются механические связи, которые определяют отношения между деталями типа "П?аЦШЕСТЕ03АН1-1Я". Предложено построение структурной схемы (граб) технологии ремонта. На графе изображаются в виде позиций все элементы конструкции с обозначением условных номеров. Ориентация дуг указывает пары элементов, между которыми есть механическая связь (7~| {¿] • На основании графа составляется матрица смежности. Элемент матрицы

Су' в I, если в сети существует дуга * -</ . , и равен нулю, если такая свя~ь отсутствует. Технология ремонта, а значит и выбор маршрута для кантования стрся.-ся на основе алгоритма ранжирования элементов сети. Для этого складываются Л/ по столбцам матрицы. Элементы, для которых результат суммирования оказался равным 0, принадлежит нулевому рангу. Вычеркиваем строки, которые соответствуют нулевому рангу; складываем'значения ¿у' по столбцам матрицы с учетом вычеркнутых значений. Определяем элементы первого ранга. Повторяем процедуру до тех пор, пока все значения сумм в столбц.х не будут равны нулю. Распределение элементов в порядке :озрастания рангов показывает маршрут поворота.

По результатам проведенных теоретических исследований реализована новая технология ремонта. Приоритет на новый способ ремонта на примере дизелей защищен заявкой на изобретение Я 4803142/27 (008602) от 16.01.90 г., на которую получено по-

ложительное решение /20/.

Преимущество предложенной технологии заключается в том, что исключаются простои ремонтного оборудования, обеспечивается более высокий уровень механизация, уменьшаются прохода, улучшаются условия я безопасность труда ремонтников.

Разработанная методика-реализована при проектировании технологических процессов разборки-сборки тележки грузового вагона /24/. С помощью описанного выше графа определены возможные варианты и последовательность разборки, методика использована при проектировании ремонтной позиция я разработки рабочих чертежей /2/. Ремонтная позиция представляет собой комплекс конструктивно связанных функциональных устройств.Механизмы обеспечивают подъем я опускание рамы тележки, фиксацию боковых рам, их раздвижку и поворот, фиксацию я поворот надрессоряой балки, выемку я постановку пружины л клиньев.

Автором разработана кинематическая схема машины, написаны инструкция по эксплуатации л безопасности при обслуживании машины. Машина принята для внедрения в вагонных депо Здолбу-нов Львовской железной дороги, Бензин Куйбышевской и рекомендована для де&о Перово Московской железной дорегя /I/.

Одной из операций, определяющих условия труда ремонтного персонала является очистка деталей от загрязнений. Для обмкв-кя колесных пар ранее созданы я используются машины струйного типа с подаче« моющего раствора под давлением /1,26/. Ыашинн такой конструкции хорошо вписываются в поточную линяю ремонта. Процесс очистки, в том числе я удаление аэрозолей моющих растворов яз рабочей зоны, происходят автомати¿ески. Однако машины изготовлены без учета потепь в гидросистеме, не всегда удастся обеспечлть нужный угол атаки струя с очетаемой поверхностью. Поэтому в подобных машинах лдут по пути увеличения давления. В результате используются насосы высокого давления, которые потребляют значительную мощность, до 45 кВт. Моющие растворы, в которых находятся взвешенные твердые частицы, быстро разрушают оборудование. Неудовлетворительное качество оплетки затрудняет дефектоскопию колесных пар, что отражается на безопасности движения.

Среди технологических решений, направленный на улучшение условий труда при ремонте вагонов, укажем, что автором разра-

ботагга новая установка для очистки колесной пары погружного типа, исключающая указанные выше недостатки. По заявке на изобретение J3 4762709/12 (142263) подучено полсхительное ре-сение /21/.

Установка обладает рядом преимуществ /2/. Раствор подается с температурой около Ю0°С, что нельзя добиться с помощью насоса. Увеличен контакт раствора с поверхностью колесной пары, что обуславливает быстрый нагрев очищаемой поверхности. Барботая моющего раствора стимулирует процесс очистки. Упор поднятой ванны, явллясь ее крышкой, препятствует испарению раствора в пространство цеха, умсньщ&ются энергетические затраты. В емкости для сбора моющих глдкостей (A.c. И50266т) /18/ рещен вопрос удалена осадка.

Предложено такл:е устройство для разворота колесной пары (/ио. 1527059) /17/, в котором используется кинетическая энергия перекатывания.

Для транспортировки деталей в теле:.:ечнсм отделении и • толкании колес при их транспортиров::з разработано неприводное механическое захватное устройство /19/ (A.c. Л 1553379).

Таким образом, новые разработки в части механизации ремонта грузовых загонов обеспечивают повышение качества ремонта и улучшение услозпй труда.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Установлено, что значительная часть несчастных случаев среда нелезнодорояаккоз (около 11%) связана с обслуж:;- • ванием грузовых Еагоков. Основное. причиной трат'являются не-, исправности и конструктивные недостатки прегде всегс автосцепных устройств, THI. Преждевременные износц и отказы з пути следования создают угрозу безопасности дзикения. Эти отказы вынуждают люде.': для их устранения заходгть в опасные зо-■ны, им приходится длительное время работать в неудобной позе.

2. Установлено, что чаще гсего автосцепные устройства полувагонов повреадаются лбеле выгрузки на вагоноопрокидывате-лях. Для возвращения автосцепок з исходное положение рекомендовано уменьшить сирину окна розетки, что реализовано вагоностроительными заводами.

•3. Эксплуатационными испытания;."! новых поглощающих аппаратов, предназначенных для уменьшения продольно-динамических

1-3

усилий в грузовых поездах (с нитроцементирсванкыми клиньями, гидрофрикциошше, с металлическими пластинами) выявлено, что ряд из них не соответствует условиям эксплуатации на железных дорогах. По каздому из них даны заключения и рекомендации. Для оценки конструкций аппаратов разработаны я реализованы па ЭВМ алгоритмы расчета размера-« .цепей' г. прогнозирования отказов. По результатам испытаний и моделирован:« даны рекомендация по приемке, браковке или продолжению испытаний узлои и конструкций.

4. Впервые предложено рассмотрев тормоз::ую рычажную передачу подвижного состава как пространствеш!ую систему, которая должна быть индифферентна к деформации рамы я рессорного комплекта, исключать возможность заклинивания в шарнирах. Предложено новое техническое решение ТРП, приоритет которого засужен авторским свидетельством на изобретение.

5. Для повышения безопасности работ грузчиков предложены механизмы открывания закрывания крышек люков полувагонов, что обеспечивает вывод людей из опасной зоны. На предложенные технические решения получены авторские свидетельства.

6. Используя матричный метод предложена рациональная технологии сборки и разборки сложных агрегатов с наличием пространственного взаимного расположения-узлов. Новая технология позволяет усовершенствовать организацию ремонта на потоке и значительно повысить безопасность труда.

7. С целью улучшения условий труда, роста производительности и улучшения качества ремонта грузовых вагонов разработан ряд технических и конструктивных решений, выполненных на уровне изобретений, существенно улучшающих технологию ремонта. Результаты анализа систем ремонта тележек грузовых вагонов передовых депо сети железных дорог использованы при выборе оборудования и разработке технологии ремонта тележек л позволяли для этой целя создать машину, работающую в полуавтоматическом режиме, ч-о уменьшает производственный травматизм.

ЛИТЕРАТУРА К ДОКЛАДУ Статьи

I. К вопросу ремонта тележек ЩИИ-ХЗ //Совершенствование технологического обслуживания, ремонта и конструкции вагонов: Межвузовский сборни" научных трудов Гомель: БелИНТ, 1991. -

с.56...59. Соаьг.:Дударев А.Е.

2. Машина для разборки и сборки толекок грузовых вагонов// Совершенствование конструкции, техническое обслуживание и ремонт подвижного состава: Межвуз.сб.научи.гр.Ростов:РШЕТ, 1991. - с.40...43. Соавт. :Дударез А.Е., Евтюхов Г.Л.

3. К вопросу повреждений расцепиих приводов автосцечок// Вопросы улучшения ходовых частей и обслуживания вагонов: Межвуз.сб.науч.тр. Днепропетровск: ДИИТ, 1987. - с.24...26. Соавт.: Амосов Ю.Г., Кондратюк М.В.

4. Методика разработки рациональной технологии разборки и сборки дизелей// Вопросы совершенствования конструкций и технического содержания вагонов: Ыежвуз.сб.яауч.тр. Днепропетровск: ДИИТ, 1991. - с.65...71. Соавт.: Дударев А.Е., Бруякин В.К.

5. Расчет размерных цепей поглощающих аппаратов /Деп. в указателе ЦНКИТЭИ ШС. Jä 4233, 1987, Ц 3, - С.Ш. Соавт.: Амосов Ю.Г., Босов A.A., Коротеев И.М., Оевронин К.В.

6. К вопросу повышения надежности передних упоров поглощающих аппаратов // Повышение эффективности технического обслуживания и ремонта вагонов: ".ежвуз.сб.науч.ст. Гомель: БелИЕТ. - с.31...37. Соавт.:Савчук О.г.1., Соротеев И.М., Амосов Ю.Г.

7. Исследования поглощающих аппаратов ID-2—В-90 с нитро-цеменгярованнымп и закаленные.;;: клиньями // Вопросы улучшения технического содержания вагонов и совершенствования ходовых частей. Межвуз.с0,чауч.тр. Днепропе.ровс: ДИИТ, I9S4. - с. 82...87. Соавт.:Корстеев И.М., Амссог Ю.Г., Мороз U.K., Край-згур Г.В.

3. Прогнозирование отказов автосцепных у :тройстэ с эластичным подвешиванием // Межвуз.сб.па;-'чн.тр. Днепропетровск: ДИИТ, 1989. - с.28...32. Соавт..-Амосов Ю.Г., Коротеев И.М., .Босов A.A.

9. К вопросу оценки каде-^ости поглощавших аппаратов вагонов// Вопросы оптимизации деталей тележек и организации обслуживания вг—онов: Межву з. с б. нау ч. тр. Днепропетровск: ДИИТ, 1985. -с.50...55. Соавт.: Амосов Ю.Г., Коротеев И.М.

10. Структурный анализ механической части 8-осного полувагона //.Ремонт л техническое обслуживание вагонов: Меж^уз.

сб.науч.тр. Гомель: БелИЕТ, 1988. -с.57.,.60. Соовт.:Амосов Ю.Г.

11. Анализ механической части автотормозов подвижного состава как пространственных систем// Совершенствование организации ремонта вагонов и их технического обслуживания: Меж-вус.сб.науч.ст. Гомель. БелЮТ, 1983. - с.41.,.44. Соавт.: Амосов Ю.Г.

12. К вопросу структурного анализа механической части автотормозов груз о еж вагонов// Вопросы улучшения технического содержания вагонов д совершенствование ходовых частей: Межвуз.сб.науч.ст. Днепропетровск; ДИИТ, I9B2. с.33...39. Соавт.: Амосов Ю.Г., Лагутин Б.Н.

13. Эксплуатационные испытания устройства, предупреждающего выпадение чек // Повышение объективности технического обслуживания и ремонта загонов: теявуз.сб.нсуч.ст. Гомель: БелИЕТ, 198-1. - с.37...39. Соавт. Амосов Ю.Г., Василенко H.A., Шшгагип Н.В., Приходг-.о В.И., Бзрбашов 3.I.I.

Изобретения

14. Устройство для открывания крышек люков полувагонов// Авторское свидетельство В I43I975, бюлл. .'5 39, 1988. Соавт.: Г.В, Галт-ин, А.Е. Дударев,

15. Устройство для закрывания крышек люков полувагонов// Авторское свидетельство I444I97, бюлл. !>■ 46, 1988. Соавт.: Г.В. Галпьши, А.Е. Дударев.

16. Тормозная рычажная передача тележки железнодорожного траспортного средства // Авторское свэдете тьство И 1463599, Бюлл. №9, 1989. Соавт.: Савчук 0.1.1., Амосов Ю.Г.

17. Устройство для поворота колесной пары // Авторское свидетельство И IC27059, бюлл. 45, 1989.

18. Ванна для сбора кощих жидкостей // Авторское свидетельство № I50266I, бюлл. 31, 1989. .Соавт.: Дударев А.Е., Свинухов В.П., Быба Ю.В., Бпндюк A.C.

19. Неприводное механическое захватное устройство // Авторское свидетельство № 1553379, бюлл.12, 1990. Соазт. А.Е. Дударев, В.П. Свинухов, Ю.В. Быба, В.Н. Степаненко.

20. Способ ремонта дизелей на потоке и устройство для его осуществления // Заявка J6 4803142/27 ( 008602), МКИ В 23 Р 6/00. Заяэл.16.01.90. Положительное решение. Соавт.: А.2. Ду-

даров, Е.И. Гвоздик, A.B. 1^дач.

21. Установка для очистки колесной пари // Заявка

Я 4762709/12 (142263), МКИ В 60 3/04. Заявлено 28.11.1939. Положительное решение. Соавг.: А.Е. Дударев.

Доклады на научных конференциях

22. К вопросу синтеза тормозной рычажной передачи локомотивов// Тезис!- докладов на Всесоюзной научно-технической конференции "Создание локомотивов большой мощности и повышения их технического уровня". М.: Луганск, 1981. -с.101. Соавт.: Амосов Ю.Г., Черняк А.Ю.

23. Пути повышения надежности автосцепных устройся полувагонов// Тезисы доклада на Всесоюзной конференции: Повышение надежности и совершенствование конструкции подвижного состава. Днепропетровск:Д1ИТ, 1988. - с.129. Соавт.:Амосов Ю.Г., Короте-ев И.М,,Босов A.A.

24. Методика моделирования вагоноремонтных процессов и ' разработка требований на исследование технологических машин // тезисы докладов ХУ1 научно-технической конференции "Пути технического перевооружения и модернизации железнодорожного транспорта". Гомель: БелИЕТ, 1989. -с.59. Соавт.: Дударев А.Е., Свк-нухов В.П.

25. Пути улучшения рычажной передачи восьмиосного вагона// Тезисы докладов ХУ1 научно-технической конференции "Пути технического перевооружения и модернизации железнодорожного транспорта", Гомель: БелИЕТ, 1989. -с.33.,.34. Соавт.: Дударев А.Е.

26. К вопросу очистки колесных пар // Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Организация и управление охраной груда в новых условиях хозяйствования". Новосибирск: НИИЕТ, 1990. -с.109. Соавт.: Дударев А.Е.